一种通讯网关双路USBType-C供电电路的制作方法

一种通讯网关双路usb type-c供电电路
技术领域
1.本实用新型涉及网关电路设计技术领域，特别是涉及一种通讯网关双路usb type-c供电电路。


背景技术：

2.在供热行业中，网关类通讯产品已成为必不可少的一环，因工作环境的需要，网关类通讯产品往往会安装在换热站内，而换热站内一般都会有大型的电机与变频器，因此，会对网关类通讯产品产生严重的电磁辐射干扰，从而导致网关类通讯产品工作异常。
3.目前使用较多的是通过rj45、232或485通讯口去排查网关类通讯产品出现的问题，然而，这些排查问题的方式只能在设备有电时才能使用，一旦设备断电后，想要排查问题只能将设备拆除或使用别的方式给设备另行供电，例如用蓄电池或电源适配器给设备供电。但是，如果将设备拆除，那么从拆除设备到设备再安装会耗费大量时间、人力和物力，用蓄电池供电，蓄电池又不方便随身携带，而电源适配器又需要有市电接入才能使用，因此，以上方法都无法从根本上解决问题。
4.另外，在排查问题时为了排除电源总线上的干扰往往也不能使用交流电供电，交流电会对附近的有线电通信、无线电通信产生电磁感应，造成有线电通信的线路上产生有害的电流和电压，从而增加了给网关类通讯产品供电的难度。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种通讯网关双路usb type-c供电电路，以解决交流电供电难度大以及蓄电池或电源适配器携带不便等情况给网关类通讯产品供电带来的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
7.一种通讯网关双路usb type-c供电电路，包括：
8.第一usb type-c接口、第二usb type-c接口、第一开关、第二开关及电源芯片；
9.所述第一usb type-c接口的一端与第一供电设备相连，所述第一usb type-c接口的另一端与所述第一开关的一端相连，所述第一usb type-c接口用于接收所述第一供电设备输出的第一原电压信号并输出给所述电源芯片；
10.所述第二usb type-c接口的一端与第二供电设备相连，所述第二usb type-c接口的另一端与所述第二开关的一端相连，所述第二usb type-c接口用于接收所述第二供电设备输出的第二原电压信号并输出给所述电源芯片；
11.所述电源芯片，分别与所述第一开关的另一端和所述第二开关的另一端相连，用于将所述第一原电压信号和所述第二原电压信号进行转换，并输出第一工作电压信号给用电设备的主控制芯片；
12.当所述用电设备为大功率用电设备时，同时接通所述第一开关和所述第二开关；
13.当所述用电设备为小功率用电设备时，只接通所述第一开关或所述第二开关。
14.可选地，还包括：
15.当所述第一供电设备为电脑时，所述第一usb type-c接口还用于接收所述第一供电设备输出的第一数据，并基于所述第一数据，实现所述第一usb type-c接口与所述主控制芯片之间的通讯；所述第一usb type-c接口还用于接收所述第一原电压信号并输出；
16.当所述第二供电设备为电脑时，所述第二usb type-c接口还用于接收所述第二供电设备输出的第二数据，并基于所述第二数据，实现所述第二usb type-c接口与所述主控制芯片之间的通讯；所述第二usb type-c接口还用于接收所述第二原电压信号并进行输出。
17.可选地，还包括：
18.开关电源，与所述电源芯片相连，用于向所述电源芯片输出第三原电压信号。
19.可选地，所述第一usb type-c接口和所述第二usb type-c接口相同。
20.可选地，所述第一usb type-c接口包括：
21.第一防反二极管的负极与所述电源芯片相连，所述第一防反二极管的正极与所述第一开关的第二脚相连，所述第一防反二极管用于防止开关电源端电压倒流至所述供电设备；
22.第一物理接口，通过数据线与所述主控制芯片相连，用于实现所述第一usb type-c接口与所述主控制芯片之间的通讯；
23.第一保险丝，分别与所述第一物理接口和所述第一开关的第一脚相连，用于在接通所述第一开关时保护电路；
24.第一滤波电容的一端分别与所述第一保险丝和所述第一物理接口相连，所述第一滤波电容的另一端接地，所述第一滤波电容用于滤除电源杂波；
25.第二滤波电容，与所述第一滤波电容并联，用于滤除电源杂波；
26.第一静电二极管的第一端接地，所述第一静电二极管的第二端与所述第一物理接口相连，所述第一静电二极管用于防止所述第一物理接口在反复插拔过程中静电所带来的影响；
27.第二静电二极管的第一端接地，所述第二静电二极管的第二端与所述第一物理接口相连，所述第二静电二极管用于防止所述第一物理接口在反复插拔过程中静电所带来的影响；
28.第三静电二极管分别与所述第一滤波电容和所述第二滤波电容并联，用于防止所述第一物理接口在反复插拔过程中静电所带来的影响。
29.根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：
30.本实用新型提供的通讯网关双路usb type-c供电电路，通过usb type-c接口给用电设备进行供电，不仅解决了交流电供电难度大以及蓄电池或电源适配器携带不便等情况给网关类通讯产品供电带来的问题，并且供电时可正常进行通讯，此外，通过双路usb type-c接口设置，可根据用电设备功率的大小，选择双路usb type-c接口供电或单路usb type-c接口供电，从而提高供电的灵活性。
附图说明
31.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的
一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1为本实用新型一种通讯网关双路usb type-c供电电路的工作原理图；
33.图2为本实用新型一种通讯网关双路usb type-c供电电路第一usb type-c接口的电路图；
34.图3为本实用新型一种通讯网关双路usb type-c供电电路第一usb type-c接口的保护电路图；
35.图4为本实用新型一种通讯网关双路usb type-c供电电路第一usb type-c接口的检测电路图；
36.图5为本实用新型一种通讯网关双路usb type-c供电电路电源芯片的第一芯片电路图；
37.图6为本实用新型一种通讯网关双路usb type-c供电电路电源芯片的第二芯片电路图；
38.图7为本实用新型一种通讯网关双路usb type-c供电电路电源芯片的第三芯片电路图；
39.图8为本实用新型一种通讯网关双路usb type-c供电电路主控制芯片部分电路图。
40.符号说明：
41.第一usb type-c接口—1，第二usb type-c接口—2，电源芯片—3，主控制芯片—4，开关电源—5。
具体实施方式
42.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
43.本实用新型的目的是提供一种通讯网关双路usb type-c供电电路，通过usb type-c接口给用电设备进行供电，不仅解决了交流电供电难度大以及蓄电池或电源适配器携带不便等情况给网关类通讯产品供电带来的问题，并且供电时可正常进行通讯，此外，通过双路usb type-c接口设置，可根据用电设备功率的大小，选择双路usb type-c接口供电或单路usb type-c接口供电，从而提高供电的灵活性。
44.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
45.如图1所示，本实用新型提供的通讯网关双路usb type-c供电电路，包括：第一usb type-c接口1、第二usb type-c接口2、第一开关、第二开关及电源芯片3。
46.所述第一usb type-c接口1的一端与第一供电设备相连，所述第一usb type-c接口1的另一端与所述第一开关的一端相连，所述第一usb type-c接口1用于接收所述第一供电设备输出的第一原电压信号并输出给所述电源芯片3。
47.所述第二usb type-c接口2的一端与第二供电设备相连，所述第二usb type-c接
口2的另一端与所述第二开关的一端相连，所述第二usb type-c接口2用于接收所述第二供电设备输出的第二原电压信号并输出给所述电源芯片3。
48.所述电源芯片3，分别与所述第一开关的另一端和所述第二开关的另一端相连，用于将所述第一原电压信号和所述第二原电压信号进行转换，并输出第一工作电压信号给用电设备的主控制芯片4。
49.当所述用电设备为大功率用电设备时，同时接通所述第一开关和所述第二开关；当所述用电设备为小功率用电设备时，只接通所述第一开关或所述第二开关。
50.进一步的，当所述第一供电设备为电脑时，所述第一usb type-c接口1还用于接收所述第一供电设备输出的第一数据，并基于所述第一数据，实现所述第一usb type-c接口1与所述主控制芯片4之间的通讯；所述第一usb type-c接口1还用于接收所述第一原电压信号并进行输出。
51.当所述第二供电设备为电脑时，所述第二usb type-c接口2还用于接收所述第二供电设备输出的第二数据给，并基于所述第二数据，实现所述第二usb type-c接口2与所述主控制芯片4之间的通讯；所述第二usb type-c接口2还用于接收所述第二原电压信号并进行输出。
52.进一步的，在本实用新型提供的通讯网关双路usb type-c供电电路还可以包括开关电源5，当通讯网关双路usb type-c供电电路无法供电时，可以将所述开关电源5与所述电源芯片3相连，用于向所述电源芯片3输出第三原电压信号。
53.具体的，所述第一usb type-c接口1和所述第二usb type-c接口2相同。以下实施例中就只对所述第一usb type-c接口1进行介绍。
54.如图2所示，所述第一usb type-c接口1包括：第一防反二极管d1、第一物理接口usb1、第一保险丝f1、第一滤波电容c1、第二滤波电容c2、第一静电二极管d2、第二静电二极管d3、第三静电二极管d4、电阻r1及电阻r2。
55.所述第一防反二极管d1的负极与所述电源芯片相连，所述第一防反二极管d1的正极与所述第一开关s1的第二脚相连，所述第一防反二极管d1用于防止开关电源端电压倒流至所述供电设备。
56.所述第一物理接口usb1，通过数据线与所述主控制芯片4相连，用于实现所述第一usb type-c接口1与所述主控制芯片4之间的通讯。
57.所述第一保险丝f1，分别与所述第一物理接口usb1和所述第一开关s1的第一脚相连，用于在接通所述第一开关s1时保护电路。
58.所述第一滤波电容c1的一端分别与所述第一保险丝f1和所述第一物理接口usb1相连，所述第一滤波电容c1的另一端接地，所述第二滤波电容c2与所述第一滤波电容c1并联，所述第一滤波电容c1和所述第二滤波电容c2均用于滤除电源杂波。
59.所述第一静电二极管d2的第一端接地，所述第一静电二极管d2的第二端与所述第一物理接口usb1相连，所述第二静电二极管d3的第一端接地，所述第二静电二极管d3的第二端与所述第一物理接口usb1相连，所述第三静电二极管d4分别与所述第一滤波电容c1和所述第二滤波电容c2并联，所述第一静电二极管d2、所述第二静电二极管d3及所述第三静电二极管d4均用于防止所述第一物理接口usb1在反复插拔过程中静电所带来的影响。
60.如图3所示，通讯网关双路usb type-c供电电路第一usb type-c接口1的保护电路
包括两个电阻和两个静电二极管。具体的，所述第四静电二极管d5的第一端与所述第一物理接口usb1相连，所述第四静电二极管d5的第二端接地，所述第五静电二极管d6的第一端与所述第一物理接口usb1相连，所述第五静电二极管d6的第二端接地，所述第四静电二极管d5和所述第五静电二极管d6也用于防止所述第一物理接口usb1在反复插拔过程中静电所带来的影响。
61.所述第一接口下拉电阻r5与所述第四静电二极管d5并联，所述第二接口下拉电阻r6与所述第五静电二极管d6并联，所述第一接口下拉电阻r5和所述第二接口下拉电阻r6用于通过判断cc1_0、cc2_0上的电压，确定所述第一usb type-c的供电能力。
62.如图4所示，通讯网关双路usb type-c供电电路第一usb type-c接口1的检测电路，包括电阻r3、电阻r4、电阻r7及电容c3，用于检测usb1接口是否连接好。
63.如图5-图7所示，所述电源芯片3包括：第一芯片、第二芯片及第三芯片。
64.所述第一芯片包括5v接线端、+3.3v接线端、+3.3vin接线端、mn1芯片、贴片电阻r20、贴片电阻r21、贴片电阻r22、电容c4、电容c5、电容c6、电容c7、贴片电感l1、贴片磁珠fb1及+3.3v的pad1。
65.所述第二芯片包括5v接线端、+3.3vin接线端、+3.3v接线端、+1.2v接线端、+1.2vin接线端、mn2芯片、贴片电阻r11、贴片电阻r12、贴片电阻r13、电容c8、电容c9、电容c10、电容c11、电容c12、贴片电感l2、贴片磁珠fb2及+1.2v的pad2。
66.所述第三芯片包括5v接线端、+3.3vin接线端、+3.3v接线端、+1.8v接线端、+1.8vin接线端、mn3芯片、贴片电阻r14、贴片电阻r15、贴片电阻r16、电容c13、电容c14、电容c15、电容c16、电容c17、贴片电感l3、贴片磁珠fb3及+1.8v的pad3。
67.所述第一芯片的5v接线端与所述第一usb type-c接口1或开关电源5相连，所述第一芯片的+3.3v接线端与所述主控制芯片4相连，所述第一芯片将输入的5v电压转化为3.3v电压并输出；所述第二芯片的5v接线端与所述第一usb type-c接口1或开关电源5相连，所述第二芯片的+3.3vin接线端与所述第一芯片的+3.3vin接线端相连，所述第二芯片的+1.2v接线端与所述主控制芯片4相连，所述第二芯片将输入的5v电压转化为1.2v电压并输出；所述第三芯片的5v接线端与所述第一usb type-c接口1或开关电源5相连，所述第三芯片的+3.3vin接线端与所述第一芯片的+3.3vin接线端相连，所述第三芯片的+1.8v接线端与所述主控制芯片4相连，所述第三芯片将输入的5v电压转化为1.8v电压并输出。
68.具体的，所述第一芯片5v接线端接收到所述第一usb type-c接口1或开关电源5输出的5v电压后，将5v电压转化为3.3v电压并通过+3.3v端输出给所述主控制芯片4，将+3.3vin接线端输出的电压信号作为使能信号发送给所述第二芯片的en脚引出的+3.3vin接线端和所述第三芯片的en脚引出的+3.3vin接线端。
69.所述第二芯片5v接线端接收到所述第一usb type-c接口1或开关电源5输出的5v电压后，在所述使能信号的控制下，所述第二芯片将5v电压转化为1.2v电压并通过+1.2v端输出给所述主控制芯片4。
70.同样的，所述第三芯片5v接线端接收到所述第一usb type-c接口1或开关电源5输出的5v电压后，在所述使能信号的控制下，所述第三芯片将5v电压转化为1.8v电压并通过+1.8v端输出给所述主控制芯片4。
71.如图8所示，所述主控制芯片4包括5个nc引脚，16个vss引脚，pd.0-pd.15共16个引
脚，pb.9-pb.13共5个引脚，pg.11-pg.15共5个引脚，pf.0-pf.12共13个引脚，pe.0-pe.12共13个引脚，4个vdd33引脚，6个vdd12引脚，4个mvdd引脚，xt_in引脚，xt_out引脚，两个vusb1_vdd12引脚，两个vusb0_vdd12引脚，两个vusb1_vdd33引脚，两个vusb0_vdd33引脚，两个vusb1_vss引脚，两个vusb0_vss引脚，usb1_dm引脚，usb0_dm引脚，usb1_dp引脚，usb0_dp引脚，usb1_rext引脚，usb0_rext引脚及nreset引脚。
72.具体的，所述主控制芯片4，通过usb0_dp引脚上的usb0 d p接线端与所述第一usb type-c接口1的usb0 d 1p接线端相连，通过usb0_dm引脚上的usb0 d n接线端与所述第一usb type-c接口1的usb0 d 1n接线端相连，实现了所述第一供电设备与所述主控制芯片4之间的通讯；通过usb1_dp引脚上的usb1 d p接线端和usb1_dm引脚上的usb1 dn接线端与所述第二usb type-c接口2对应的接线端相连，实现了所述第二供电设备与所述主控制芯片4之间的通讯。
73.通过所述主控制芯片4上vdd33引脚上的+3.3v接线端对应连接所述电源芯片3中第一芯片上的+3.3v接线端，所述主控制芯片4上vdd12引脚上的+1.2v接线端对应连接所述电源芯片3中第一芯片上的+1.2v接线端，所述主控制芯片4上mvdd引脚上的+1.8v接线端对应连接所述电源芯片3中第一芯片上的+1.8v接线端，所述电源芯片3向所述主控制芯片4输出电能。
74.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
75.本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

技术特征：
1.一种通讯网关双路usbtype-c供电电路，其特征在于，所述通讯网关双路usbtype-c供电电路包括：第一usbtype-c接口、第二usbtype-c接口、第一开关、第二开关及电源芯片；所述第一usbtype-c接口的一端与第一供电设备相连，所述第一usb type-c接口的另一端与所述第一开关的一端相连，所述第一usbtype-c接口用于接收所述第一供电设备输出的第一原电压信号并输出给所述电源芯片；所述第二usbtype-c接口的一端与第二供电设备相连，所述第二usb type-c接口的另一端与所述第二开关的一端相连，所述第二usbtype-c接口用于接收所述第二供电设备输出的第二原电压信号并输出给所述电源芯片；所述电源芯片，分别与所述第一开关的另一端和所述第二开关的另一端相连，用于将所述第一原电压信号和所述第二原电压信号进行转换，并输出第一工作电压信号给用电设备的主控制芯片；当所述用电设备为大功率用电设备时，同时接通所述第一开关和所述第二开关；当所述用电设备为小功率用电设备时，只接通所述第一开关或所述第二开关。2.根据权利要求1所述的通讯网关双路usbtype-c供电电路，其特征在于，还包括：当所述第一供电设备为电脑时，所述第一usbtype-c接口还用于接收所述第一供电设备输出的第一数据，并基于所述第一数据，实现所述第一usbtype-c接口与所述主控制芯片之间的通讯；所述第一usbtype-c接口还用于接收所述第一原电压信号并输出；当所述第二供电设备为电脑时，所述第二usbtype-c接口还用于接收所述第二供电设备输出的第二数据，并基于所述第二数据，实现所述第二usbtype-c接口与所述主控制芯片之间的通讯；所述第二usbtype-c接口还用于接收所述第二原电压信号并进行输出。3.根据权利要求1所述的通讯网关双路usbtype-c供电电路，其特征在于，还包括：开关电源，与所述电源芯片相连，用于向所述电源芯片输出第三原电压信号。4.根据权利要求2所述的通讯网关双路usbtype-c供电电路，其特征在于，所述第一usbtype-c接口和所述第二usbtype-c接口相同。5.根据权利要求1所述的通讯网关双路usbtype-c供电电路，其特征在于，所述第一usbtype-c接口包括：第一防反二极管的负极与所述电源芯片相连，所述第一防反二极管的正极与所述第一开关的第二脚相连，所述第一防反二极管用于防止开关电源端电压倒流至所述供电设备；第一物理接口，通过数据线与所述主控制芯片相连，用于实现所述第一usbtype-c接口与所述主控制芯片之间的通讯；第一保险丝，分别与所述第一物理接口和所述第一开关的第一脚相连，用于在接通所述第一开关时保护电路；第一滤波电容的一端分别与所述第一保险丝和所述第一物理接口相连，所述第一滤波电容的另一端接地，所述第一滤波电容用于滤除电源杂波；第二滤波电容，与所述第一滤波电容并联，用于滤除电源杂波；第一静电二极管的第一端接地，所述第一静电二极管的第二端与所述第一物理接口相连，所述第一静电二极管用于防止所述第一物理接口在反复插拔过程中静电所带来的影响；第二静电二极管的第一端接地，所述第二静电二极管的第二端与所述第一物理接口相
连，所述第二静电二极管用于防止所述第一物理接口在反复插拔过程中静电所带来的影响；第三静电二极管分别与所述第一滤波电容和所述第二滤波电容并联，用于防止所述第一物理接口在反复插拔过程中静电所带来的影响。

技术总结
本实用新型公开了一种通讯网关双路USBType-C供电电路，包括第一USBType-C接口、第二USBType-C接口、第一开关、第二开关及电源芯片，通过第一USBType-C接口分别与第一供电设备和第一开关相连，第二USB Type-C接口分别与第二供电设备和第二开关相连，电源芯片分别与第一开关、第二开关及用电设备的主控制芯片相连，解决了给网关类通讯产品现场维修供电困难的问题，并且供电时可正常进行通讯。通过双路USBType-C接口设置，可根据用电设备功率的大小，选择双路USBType-C接口供电或单路USBType-C接口供电，从而提高了供电的灵活性。从而提高了供电的灵活性。从而提高了供电的灵活性。


技术研发人员：杨警卫 曹源 苏贤新
受保护的技术使用者：瑞纳智能设备股份有限公司
技术研发日：2023.03.24
技术公布日：2023/9/20